Защита электродвигателей и конденсаторных установок —
В электродвигателях переменного тока могут быть следующие повреждения: междуфазное КЗ, замыкание статорной обмотки на землю и витковое замыкание. Ненормальными режимами электродвигателей являются перегрузки, вызываемые технологией производства, обрывом фазы двигателя, длительным пуском или самозапуском двигателей при пониженном напряжении в сети. Специфичным для синхронных двигателей является асинхронный режим, например, при потере возбуждения двигателя.
Электродвигатели — один из наиболее массовых электроприемников, поэтому их защита должна быть по возможности более простой и дешевой.
Защита асинхронных двигателей напряжением выше 1 кВ. Для защиты от многофазных КЗ АД мощностью до 5000 кВт обычно используется максимально-токовая отсечка с реле прямого действия, встроенными в привод выключателя, или с реле косвенного действия (рис. 23.12). Использование токовых реле с зависимой характеристикой, например типа РТ-80, позволяет обеспечить одновременно защиту
В первый момент пуска двигателя появляется намагничивающий ток и для защиты от него значение коэффициента надежности для реле типа РТ-40 принимается Ки ~ 1,8.
На электродвигателях мощностью более 5000 кВт применяют дифференциальную защиту, которая обеспечивает хорошую чувствительность к КЗ на выводах и в обмотках двигателя.
Защита от перегрузок устанавливается только на электродвигателях, подверженных технологическим перегрузкам, и должна отключать их только в случае, если без их остановки нельзя устранить причину перегрузки или когда установка эксплуатируется без обслуживающего персонала.
После отключения КЗ происходит самозапуск двигателей, подключенных к шинам, на которых во время КЗ имело место снижение напряжения. Токи самозапуска электродвигателей вызывают понижение напряжения, и вращающий момент на валу двигателя может оказаться меньше требуемого. Самозапуск может не произойти, если напряжение ниже 70 % номинального. Чтобы в этих условиях обеспечить самозапуск наиболее ответственных АД, устанавливается защита минимального напряжения, отключающая неответственные электродвигатели.
Защита асинхронных двигателей напряжением до 500 В. Защита АД от токов КЗ осуществляется с помощью плавких предохранителей или максимальных токовых реле прямого и косвенного действия.
На электродвигателях напряжением до 500 В распространены аппараты, в которых совмещены устройства защиты и управления электродвигателями — магнитные пускатели и автоматические воздушные выключатели.
Схема на магнитных пускателях защищает электродвигатель от перегрузки. При понижении напряжения сети до 80% номинального электромагнит отпадает, и этим осуществляется защита минимального напряжения.
На ответственных электродвигателях, которые не должны отключаться при снижении напряжения, параллельно кнопкам управления устанавливают однополюсный рубильник. После исчезновения и подачи напряжения магнитный пускатель вновь включится, так как рубильник остается все время замкнутым.
На электродвигателях мощностью 40—-50 кВт и более применяются автоматические воздушные выключатели. При их использовании защита от междуфазных КЗ осуществляется электромагнитным расиепителем, при перегрузках двигатель отключается тепловым расиепителем.
Токи однофазного КЗ на землю в сети 380 В обычно меньше токов трехфазного КЗ, и не всегда удается обеспечить необходимую чувствительность электромагнитных расцепителей к токам ОКЗ. Поэтому для защиты от однофазных КЗ применяют чувствительные токовые реле РТ-40/2, присоединенные к трансформаторам тока нулевой последовательности (рис. 23.13).
Особенности защиты синхронных двигателей.
Синхронные двигатели (СД), как и АД, должны двигателя иметь защиту от КЗ, замыканий на землю, защиту минимального напряжения и защиту от перегрузки. При этом защита СД должна действовать не только на отключение выключателей, но и автомат гашения поля в цепи возбуждения.
В случае выхода СД из синхронизма, поскольку это может привести к повреждению двигателя, его оборудуют специальной защитой для отключения. Защита от асинхронного режима реагирует на пульсации тока статора, но может быть выполнена реагирующей на появление переменного тока в цепи ротора.
Защита конденсаторных установок. Каждая КУ должна иметь общую защиту всей установки в целом от токов КЗ, осуществляемую в соответствии с ПУЭ. Конденсаторные установки напряжением 380 В должны иметь общую защиту от токов КЗ с наименьшим временем отключения. Так как КУ 380 В комплектуются из конденсаторов с встроенными индивидуальными предохранителями, выполняется только общая защита с помощью предохранителей или автоматов.
Ток плавкой вставки предохранителя для общей защиты КУ
Конденсаторные установки 6 10 кВ в соответствии с ПУЭ должны иметь защиту общую от КЗ для всей КУ, выполненную в виде максимальной токовой защиты без выдержки времени; от перегрузки токами высших гармоник, если такая перегрузка возможна; от повышения более чем на ПО1,, напряжения; от однофазных замыканий на землю при токе ОКЗ в сети 20 А и выше. Перечисленные защиты по структуре не отличаются от рассмотренных выше аналогов.